李 婷,陳祥恩,王治文
(1.西北師范大學數(shù)學與統(tǒng)計學院,甘肅 蘭州 730070;2.寧夏大學數(shù)學計算機科學學院,寧廈 銀川 750021)
點可區(qū)別一般邊染色是由Harary F等人于1985年在文獻[1]中提出的,在文獻[1-4]中均有研究.近些年來點可區(qū)別的未必正常的全染色也逐漸被研究.例如,點可區(qū)別IE-全染色在文獻[5]中被提出,而一般點可區(qū)別全染色在文獻[6]中被提出.
G 的 k-一般全染色 f是指從 V(G)∪E(G)到{1,2,…,k}的一個映射.
設f是G的一個一般全染色,若對圖G的任意兩個不同的頂點u,v,有C(u)≠C(v),則f稱為圖G的一般點可區(qū)別全染色(GVDTC).
圖G的使用k種顏色的一般點可區(qū)別全染色稱為圖G的k-一般點可區(qū)別全染色(簡記為k-GVDTC).令圖G存在k-GVDTC},則稱χgvt(G)為G的一般點可區(qū)別全色數(shù).
星Sn就是完全二部圖K1,n(n≥1).稱Sm,n是雙星,如果Sm,n是樹,并且頂點集為邊集為其中 m,n 是正整數(shù)且均大于 1.稱 Sp,q,r是三星,如果 Sp,q,r是樹,并且頂點集為邊集為v0w0},其中 p,q,r是正整數(shù).
文獻[6]中研究了路,圈,星(即K1,n),雙星,三星,輪,扇,完全圖的一般點可區(qū)別全染色,確定了它們的一般點可區(qū)別全色數(shù).但未給出三星的一般點可區(qū)別全色數(shù)這一結論的詳細證明,僅指出了思路.在本文中,我們將用一種不同于文獻[6]中指出的思路給出三星的最優(yōu)的一般點可區(qū)別全染色.
引理1[6]設Sn(n≥1)是一個星,則有
事實2設圖G有k-GVDTC,但圖G沒有(k-1)-GVDTC,則χgvt(G)=k.
定理 3 設 Sp,q,r是一個三星,令 l=p+q+r,則
證明:當l=3時,顯然χgvt(S1,1,1)≥3.因為2種顏色只能區(qū)別3個點,而圖1(a)給出了S1,1,1的3-GVDTC,因此χgvt(S1,1,1)=3.
圖 1 S1,1,1,S1,1,2,S1,2,1 的3-GVDTC
當 l=4 時,只需考慮 S1,1,2,S1,2,1即可.顯然對這 2 個圖,χgvt≥3.因為 2 種顏色只能區(qū)別3個點,而圖1中(b),(c)分別給出了這2個圖的3-GVDTC,因此χgvt(S1,1,2)=χgvt(S1,2,1)=3.
當 l=5 時,只需考慮 S1,1,3,S1,3,1,S1,2,2,S2,1,2即可.顯然對這 4 個圖,χgvt≥4.因為3種顏色只能區(qū)分7個點,而圖2分別給出了這4個圖的4-GVDTC,故χgvt(S1,1,3)=χgvt(S1,3,1)=χgvt(S1,2,2)=χgvt(S2,1,2)=4.
當 l=6 時,只需考慮 S1,1,4,S1,4,1,S1,2,3,S1,3,2,S2,1,3,S2,2,2即可.顯然對這 6 個圖,χgvt≥4.因為3種顏色只能區(qū)分7個點,而圖3分別給出了這6個圖的4-GVDTC,故χgvt(S1,1,4)=χgvt(S1,4,1)=χgvt(S1,2,3)=χgvt(S1,3,2)=χgvt(S2,1,3)=χgvt(S2,2,2)=4.
圖 2 S1,1,3,S1,3,1,S1,2,2,S2,1,2 的4-GVDTC
圖 3 S1,1,4,S1,4,1,S1,2,3,S1,3,2,S2,1,3,S2,2,2 的4-GVDTC
以下假設l≥7.
小正整數(shù).設u1,u2,u3是 Sp,q,r中度大于 1 的那 3 個頂點,Sp,q,r中與 u1相鄰的懸掛點為u1,1,…,u1,p;與 u2相鄰的懸掛點為 u2,1,…,u2,q;與 u3相鄰的懸掛點為u3,1,…,u3,r.
設 G′是從 Sp,q,r中刪去 2 條邊 u1u2,u2u3后再將 3 個頂點 u1,u2,u3等同所得的圖,則G′是階為l+1的星,即G′?Sl,令w為G′的中心.由引理1知,Sl有k-GVDTC g,則G′也有k-GVDTC g,且不妨設G′的l條懸掛邊wu1,1到wu3,r的顏色是按從小到大的順序排列.下構造 Sp,q,r的 k-GVDTC f.
讓 Sp,q,r的懸掛點 u1,i沿襲在 g 下 G′中對應的懸掛點 u1,i的顏色,i=1,2,…,p;讓 Sp,q,r的懸掛點 u2,j沿襲在 g 下 G′中對應的懸掛點 u2,j的顏色,j=1,2,…,q;讓 Sp,q,r的懸掛點u3,t沿襲在 g 下 G′中對應的懸掛點 u3,t的顏色,t=1,2,…,r;讓 Sp,q,r的懸掛邊 u1u1,i沿襲在 g 下 G′中對應的懸掛邊 wu1,i的顏色,i=1,2,…,p;讓 Sp,q,r的懸掛邊 u2u2,j沿襲在g 下 G′中對應的懸掛邊 wu2,j的顏色,j=1,2,…,q;讓 Sp,q,r的懸掛邊 u3u3,t沿襲在 g 下G′中對應的懸掛邊 wu3,t的顏色,t=1,2,…,r.則在此基礎上以下只需考慮 u1,u1u2,u2,u2u3,u3的染色即可.
令A(ui)表示與ui關聯(lián)的懸掛邊的顏色構成的集合(非多重集),i=1,2,3.以下分4種情況討論.
在這種情況下,可按圖4 中(a),(b),(c)所給出的方式分 3 種情形對 u1,u1u2,u2,u2u3,u3進行染色.比如:在情形(a)中,點 u1,u2,u3分別用 2,4,4 去染;邊 u1u2,u2u3分別用 3,2染.這時,C(u1)={1,2,3},C(u2)={1,2,3,4},C(u3)={1,2,4},其它頂點即懸掛點的色集合為1-子集或2-子集,因此所得的染色是k-GVDTC.在其他情形下,都可類似得到最終染色是k-GVDTC,且不再贅述.
圖4 情況(1)的示意圖
情形(a)記為情形(1,1,1),情形(b)記為情形(1,1,2),情形(c)記為情形(1,2,3),除這 3種情形外,還有情形(1,2,2)等價于情形(b).
注記:上圖均為示意圖,在上圖中只標出了與u1,u2,u3關聯(lián)的懸掛邊顏色的種類,而與u1,u2,u3關聯(lián)的懸掛邊的條數(shù)不僅僅只有圖中出現(xiàn)的條數(shù).后面再出現(xiàn)時,不再作注解.
我們將圖 5中的情形(a)記為情形(1,1,12),情形(b)記為情形(1,1,23),其它類似.除上述 7種情形外,還有情形(12,2,2)與情形(a)等價;情形(12,3,3)與情形(b)等價;情形(12,2,3)與情形(c)等價;情形(12,3,4)與情形(d)等價;情形(1,23,3)與情形(f)等價.因此,出現(xiàn)的這些情形將不再畫圖表示.
由懸掛邊染色規(guī)律可得,A(u2)≠A(u3),則 A(u3)A(u2)≠?且 A(u2)A(u3)≠?.設a,b∈A(u2),a<b 且 a?A(u3),c,d∈A(u3),c<d 且 d?A(u2).
圖5 情況(2)的示意圖
我們用 d染u1;用{1,2,…,k}{c,d}中的兩種不同的顏色分別去染 u2u3與u3;用{1,2,…,k}{A(u1)∪syggg00}中某種顏色去染 u1u2;用{1,2,…,k}{a,b,d}中某種顏色去染 u2.
由懸掛邊染色規(guī)律可得,A(u1)≠A(u3),則 A(u3)A(u1)≠?且 A(u1)A(u3)≠?.設a,b∈A(u1),a<b 且 a?A(u3),c,d∈A(u3),c<d 且 d?A(u1).
我們用 d染u2;用{1,2,…,k}{c,d}中的兩種不同的顏色分別去染 u2u3與 u3;當A(u2)={f(u2u3)}時,用{1,2,…,k}{d,f(u2u3)}中的某種顏色去染u1u2;當A(u2)≠{f(u2u3)}時,用 f(u2u3)去染 u1u2;用{1,2,…,k}{a,b,d}中某種顏色去染 u1.
由懸掛邊染色規(guī)律可得 A(u1),A(u2),A(u3)互不相同.設 a,b∈A(u1),a<b 這時只需用顏色k分別去染u1,u2,u1u2,u2u3;再用a染u3即可.顯然最終所得的染色是Sp,q,r的k-GVDTC.
綜上可得 Sp,q,r的 k-GVDTC f.
本文定理2是在文獻[6]定理9的基礎上用一種更為優(yōu)化的方法探討并證明了三星具有一般點可區(qū)別全染色.另外,三星在3-階的路的基礎上加懸掛點得到的,那么這種方法是不是可以繼續(xù)延續(xù)下去,進而得到在n-階的路上加懸掛點所得的圖的一般點可區(qū)別全色數(shù)?這就是今后需要繼續(xù)研究的課題.